富氧燃燒煙氣中CO2低溫分離系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、CO2是主要的溫室氣體之一，大部分來自電廠和重工業(yè)排放的煙氣，現(xiàn)階段CO2捕獲問題日益緊迫。從富氧燃燒后的煙氣CO2含量變化范圍較大，從其中捕集回收CO2并且實(shí)現(xiàn)資源化利用有重要意義。
　　本文通過不同的狀態(tài)方程以及混合規(guī)則對N2/CO2、N2/CO2/O2的泡露點(diǎn)以及凝華溫度進(jìn)行了計(jì)算并與相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做了對比分析。結(jié)果顯示采用理想方程計(jì)算結(jié)果誤差很大，293.2K時(shí)的壓力偏差平均在50％左右，最大達(dá)近80％，而濃度偏差均在30

2、0％以上;采用經(jīng)典范德瓦爾混合規(guī)則的PR以及SRK方程最為精準(zhǔn)，10MPa分離壓力內(nèi)的各平均偏差均在6.5％以內(nèi)，而且PR方程相對更為精準(zhǔn)，最大平均誤差為4.82％。因此在進(jìn)行液相N2-CO2的計(jì)算中，選擇采用PR狀態(tài)方程結(jié)合范德瓦爾混合規(guī)則的方法。此外文章研究了O2以及Ar雜質(zhì)對于N2/CO2的影響，結(jié)果表明O2以及Ar的加入會(huì)使N2/CO2體系的露點(diǎn)、凝華溫度降低，從而會(huì)導(dǎo)致液化分離率的降低，而且雜質(zhì)的量越大，影響越大。
　　

3、利用選定的狀態(tài)方程及混合規(guī)則，對N2/CO2系統(tǒng)低溫液化分離過程進(jìn)行研究，分析了壓力、溫度、氣體組分的變化對CO2液化回收率、回收純度及系統(tǒng)能耗的影響;對于低CO2初始濃度時(shí)回收率較低的缺陷，提出凝華分離CO2的方案，進(jìn)行了能耗分析并在同回收率的情況下與液化分離能耗相對比，結(jié)果顯示凝華分離方案可以得到高回收率與回收純度，但是在CO2初始濃度相對較高時(shí)，其能耗比液化分離高;最后考慮液化方法回收純度以及回收率低，而凝華方法的能耗高的問題，將

4、低溫液化分離與凝華分離相結(jié)合，提出分凝再凝華的低溫分離CO2的系統(tǒng)，對系統(tǒng)進(jìn)行能耗分析并與液化以及凝華分離進(jìn)行對比，結(jié)果顯示在2MPa系統(tǒng)分離壓力、90％的CO2回收率時(shí)，能耗較凝華分離降低9％左右。
　　對液化分離所得到的CO2液體采用精餾塔進(jìn)行高壓下的精餾，得到高純度的CO2液體，將CO2分離與提純利用進(jìn)行一體化結(jié)合。此外本文通過所建立的流程以及相關(guān)計(jì)算分析基礎(chǔ)，進(jìn)行了低溫分離系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，分析系統(tǒng)中各設(shè)備型號的選擇，并對系